雄性生殖細胞核のゲノムの刷込み、全能性の解析および制御機構の解明

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11234206
• Research Institution: National Institute of Infectious Diseases
• Principal Investigator: 小倉 淳郎 国立感染症研究所, 獣医科学部・実験動物開発室, 室長 (20194524)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 幸田 尚 東京工業大学, 遺伝子実験施設, 助手 (60211893)
• Keywords: マウス / 原始生殖細胞 / 発生工学 / 顕微授精 / 核移植クローン / 精母細胞 / 精子細胞

Research Abstract

本研究の目的は、顕微授精および核移植技術を利用し、各ステージの雄性生殖細胞ゲノムを含む胚を構築し、これらの胚における特定の遺伝子発現、メチル化状態の変化などを分子生化学的に解析することにより、雄性生殖細胞の一連の系譜におけるゲノム刷込みなどの父親側ゲノムの変化や全能性の消長などについて明らかにすることである。今年度は、以下の研究を実施した。
1.ゲノム刷込みの核移植クローン技術による影響について:生殖細胞発生の過程で形成されて体細胞で維持されているゲノム刷込みが、核移植クローン技術によって変化を受けるかどうか検討を行った。クローン胎仔および胎盤の遺伝子発現および発現型を詳細に解析した結果、Igf2、Peg1/Mest(父方発現)、そしてIgf2r、H19、Meg1/Grb10、Meg3/Gtl2、p57Kip2(母方発現)すべて正確に片親性発現を保っていた。すなわち、体細胞核移植クローン技術は、配偶子形成時に確立したゲノム刷込み記憶には影響を与えないことが明らかになった。また発現量については、マウス体細胞クローン特有の胎盤過形成においてPeg1/Mest、Meg1/Grb10、Meg3/Gtl2などの刷込み遺伝子だけでなく、Igfbp2、Igfbp6、Vegfr2/Flk1、Esx1などの非刷込み遺伝子発現も低下しており、これらの異常はゲノム刷込みとは無関係であることが示唆された。
2.新生仔期精細胞の受精能の検討:新生仔期の雄性生殖細胞、いわゆる"first wave"でのゲノム刷込みの進行を確認するために、生後15日から22日までの雄マウスの精巣から取り出した円形精子細胞を用いて顕微授精を行った。すでに報告されているとおり、17日から明らかな円形精子細胞が発生しており、これらの精子細胞から産子が得られた。よって少なくとも大部分の刷込み遺伝子は、性成熟前の最初の精子発生の段階で正常なゲノム刷込みを受けていることが確認された。

Research Products

• [Publications] Inoue, K. et al.: "Faithful expression of imprinted genes in cloned mice"Science. 295. 297-297 (2002)
• [Publications] Ogonuki, N. et al.: "Early death of mice cloned from somatic cells"Nature Genetics. (印刷中). (2002)
• [Publications] Lee, J. et al.: "Erasing genomic imprinting memory in mouse clone embryos produced from day 11.5 primordial germ cells"Development. (印刷中). (2002)
• [Publications] Kanatsu-Shinohara, M. et al.: "Adenovirus-mediated gene delivery and in vitro microinsemination produce offspring from infertile male mice"Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.. (印刷中). (2002)
• [Publications] Ogura, A. et al.: "Microinsemination, nuclear transfer, and cytoplasmic transfer : the application of new reproductive engineering techniques to mouse genetics"Mammalian Genome. 12. 803-812 (2001)
• [Publications] Ohba, Y. et al.: "Requirement of C3G-dependent Rap1 activation for cell adhesion and embryogenesis"EMBO J.. 20. 3333-3341 (2001)
• [Publications] Ogura, A. et al.: "Fertilization without sperm"Ital. J. Anat.. 106(Suppl 2). 3-10 (2001)
• [Publications] Kobayashi, S. et al.: "Paternal Expression of a Novel Imprinted Gene, Peg12/Frat3, in the mouse 7C Region Homologous to the Prader-Willi Syndrome Region"Biochem.Biophys.Res.Commun.. 290. 403-408 (2001)